Présentation du système - lycee-ferry-versailles.fr · Moteur CC TRANSMETTRE Réducteur - Engrenage Vantail en position finale COMMUNIQUER programmable 230 V AC AGIR COMMUNIQUER

DOSSIER_OUVRE_PORTAIL2.doc Page 1 sur 20

1. Présentation du système .............................................................................................................................................. 2 2. Cahier des charges fonctionnel ................................................................................................................................... 3

2.1. Besoin associé au produit.................................................................................................................................... 3 2.2. Fonctions de service du produit .......................................................................................................................... 3

3. Décomposition chaîne d’information / chaîne d’énergie ............................................................................................ 4 4. Diagramme SADT du système ................................................................................................................................... 5 5. Présentation de la fonction technique A2 .................................................................................................................... 7

5.1. Description des entrées et des sorties .................................................................................................................. 7 5.2. Grafcets de fonctionnement pour un vantail ..................................................................................................... 13 5.3. Programme en langage à contacts (TinyPLC studio) ............................................... Erreur ! Signet non défini.

6. Présentation de la fonction technique A3 .................................................................................................................. 14 7. Présentation de la fonction technique A4 .................................................................................................................. 16

7.1. Description générale ......................................................................................................................................... 16 7.2. Nomenclature associée au dessin d’ensemble ................................................................................................... 16 7.3. Courbes caractéristiques du moto-réducteur ..................................................................................................... 17


1. Présentation du système L’ouvre-portail « DRAGON » est un système automatisé permettant d’ouvrir un vantail sans intervention directe de l’utilisateur. Il se compose des éléments suivants :

D’un système motorisé dont le fonctionnement est géré par une carte électronique.

D’une bielle motrice entraîné par le système motorisé (rotation usuelle de 180°).

D’une bielle de poussée articulée à la fois sur le vantail mobile et sur la bielle motrice. L’ensemble est fixé sur un pilier. L’ordre d’ouverture ou de fermeture du vantail est transmis à distance par l’utilisateur au moyen d’une télécommande qui envoie un signal au récepteur radio.

Vantail

Pilier

Bielle de

poussée

Bielle

motrice

Système

motorisé


2. Cahier des charges fonctionnel

2.1. Besoin associé au produit

2.2. Fonctions de service du produit

FP1: Faire pivoter le vantail par rapport au pilier

C1 : être adapté au pilier (taille, poids, fixation…)

C2 : être adapté au vantail (taille, fixation…)

C3 : résister et ne pas nuire au milieu ambiant

C5 : être adapté à la source d’énergie (branchement au réseau électrique 230 V AC)

C5 : être adapté aux objets ou personnes (sécurité)

C6 : être adapté au conducteur automobile (commande à distance)

Dans quel but ?

A qui (à quoi)

rend-il service ?

Sur quoi (sur qui)

agit-il ?

ouvre-portail

« DRAGON »

Permettre au conducteur automobile d’ouvrir ou de fermer un vantail sans descendre de voiture.

Conducteur

automobile vantail

ouvre-portail

« DRAGON »

Conducteur

automobile

milieu

ambiant

FP

C5 C3

pilier

C4

C6

C1

Source

d’énergie

vantail

C2

Objets ou

personnes


3. Décomposition chaîne d’information / chaîne d’énergie

Détection blocage actionneur

ACQUERIR

Bouton poussoir, carte

d’acquisition

TRAITER

Automate TWIDO

Chaîne d’information

Commandes utilisateur

Position de la roue

Ordres de commande

Vantail en

position

initiale

Chaîne d’ énergie

ALIMENTER Batterie

DISTRIBUER

Variateur de vitesse

CONVERTIR

Moteur CC TRANSMETTRE

Réducteur - Engrenage

Vantail en

position

finale

COMMUNIQUER Carte

programmable

230 V AC AGIR

COMMUNIQUER

Automate TWIDO


4. Diagramme SADT du système

Niveau A-0 du système :

Information

télécommande

Présence de

l’énergie

Vantail en

position initiale

Ouvre portail

Signal visuel de

fonctionnement

Vantail en

position finale

Déplacer le vantail

A0

Energie

électrique


Niveau A0 du système :

Intensité commande

moteur

Acquérir

l’information

Information

télécommande

Présence de

l’énergie

Energie

électrique

Vantail en

position

initiale

A1

Récepteur radio

Signal visuel de

fonctionnement

Traiter et

communiquer

l’information

A2

Automate TWIDO

Variateur de vitesse et

moteur

Créer le

mouvement du

vantail

A4

Structure mécanique

Vantail en

position

finale

Information de position

Ordre

d’ouverture

Amplifier et

détecter une

surintensité

Informations de

commande

A3


5. Présentation de la fonction technique A2 La fonction A2 permet de commander l’ouverture du vantail dés qu’un signal radio est détecté et identifié par la fonction A1. L’ouverture est commandée jusqu’à la position finale indiquée par un capteur. Après 20 secondes d’attente, le vantail se referme en position initiale indiquée par le même capteur. Durant tout le cycle de fonctionnement, une lampe clignote. L’ouverture et la fermeture du vantail peuvent être interrompues par un signal de détection de surintensité en provenance de la fonction A3. Dans ce cas, l’utilisateur peut reprendre le cycle en appuyant de nouveau sur la télécommande.

5.1. Description des entrées et des sorties

Entrées :

Dcy : signal logique, actifs au niveau haut de tension indiquant un ordre d’ouverture du vantail.

b : signal logique, actifs au niveau bas de tension indiquant la position initiale ou finale. Sorties :

KM1, KM2 : signaux logiques de commande du moteur

L : signal logique de commande d’allumage de la lampe

6. Schéma de câblage de la partie Opérative et de l’Automate :

6.1. Alimentation

KM1 KM2 Fonction

0 0 Fermeture du vantail

1 1 Ouverture du vantail

1 0 Arrêt du vantail

0 1 Arrêt du vantail


6.2. Entrées de l’automate


6.3. Sorties de l’automate


6.4. Bornier


6.5. Moteur


6.6. Nomenclature

Symbole Variable Commentaires

S0 I0 CAPTEUR INDUCTIF

S1 I6 ARU

S2 I5 OUVRIR LE PORTAIL

S3 I7 FERMER LE PORTAIL

S4 I8 CAPTEUR DE POSITION

S5 I9 SECURITE PORTE

S6 I1 CAPTEUR PHOTOELECTRIQUE

TEL1 I11 BOUTON 2 TELECOMMANDE

TEL2 I10 BOUTON 3 TELECOMMANDE

MA I5 MARCHE AVANT

AR I7 MARCHE ARRIERE

H1 O2 LAMPE VERTE (MARCHE)

H2 O1 LAMPE ORANGE (PROBLEME)

H3 O0 LAMPE ROUGE (MOUVEMENT)

KM1 O4 CONTACTEUR 1

KM2 O5 CONTACTEUR 2

V1 O8 VITESSE LENTE

V2 O9 VITESSE RAPIDE


6.7. Grafcets de fonctionnement pour un vantail

Demande d’ouverture

1 ALLUMER LA LAMPE

VERTE

Temporisation de 2s terminée

0

EFFECTUER UNE

TEMPORISATION

2 ALLUMER LA LAME

VERTE

Fin de course atteinte

3 EFFECTUER UNE

TEMPORISATION


4 ALLUMER LA LAMPE

VERTE


OUVRIR LE VANTAIL A

GRANDE VITESSE

EFFECTUER UNE

TEMPORISATION

FERMER LE VANTAIL

A GRANDE VITESSE

OUVRIR LE VANTAIL A

GRANDE VITESSE

ALLUMER LA

LAMPE ROUGE

2 ALLUMER LA LAMPE

VERTE

Fin de course atteinte

OUVRIR LE VANTAIL A

GRANDE VITESSE

FERMER LE

VANTAIL


7. Présentation partielle de la fonction technique A3

La fonction A3 permet la commande en puissance du moteur dans les deux sens à partir des signaux issus de la fonction A2. Elle permet aussi de signaler à la fonction A2, un blocage du vantail ayant entraîné une surintensité moteur.

LA VARIATION DE VITESSE

P2

10k

Consigne v itesse

1

23

4

5

67

8

R

[V Ref]

RExt

CExt][

U3

NE555

C2

10n

R1

4.7k

D2

R2

4.7k

P1

250k

C1

10n

Fréquence 0.6.......2kHz

R3

10k

D1

0

+3

-2

V+

4

V-11

OUT1

U2A

LM324/NS

V1

9v

R6

4.7k

VCC

Vv itesse v ariable

0

VCCR5

4.7k

Afin de varier la vitesse du moteur à courant continu, on fait varier le rapport cyclique (MLI ou PWm) du signal « Vvitesse variable ». Ce signal est crée en partant d’une tension triangulaire « fréquence 0.6….2kHz » et en la comparant avec une tension continue (variable) « consigne vitesse ». La variation de la « consigne vitesse », détermine le rapport du rapport cyclique. Pour obtenir une tension triangulaire, on utilise un NE555 monté en astable. Ainsi, le condensateur C1 est constamment chargé et déchargé entre 1/3 et 2/3 de la tension d’alimentation (3 et 6V). Cette charge/décharge, n’est pas tout à fait triangulaire, mais pour notre usage, elle est suffisante.


LA LIMITATION DE COURANT

P3

1k

V consigne

0

+3

-2

V+4

V-11

OUT1

U2A

LM324/NS

V1

9Vdc

R18

220

R15

220

0

VCC

VCC

I image Moteur

R8

4.7k

Limitation de courant

D5

La résistance R18 reçoit un courant image du courant moteur.

I image moteur=1430

Im oteur.

Cette tension qui en résulte, est comparée à une tension « Vconsigne » réglée par le potentiomètre P3. Cette tension peut-être réglée de 0 à 0.5V (D5 limitant la tension VR15 + VP3 à environ 0.6V). Lorsque le courant maximal est atteint, la sortie « Limitation de courant » passe au niveau logique haut. La puissance fournie est ainsi réduite, le moteur s’arrête


8. Présentation de la fonction technique A4

8.1. Description générale Le système motorisé permettant la mise en mouvement de la bielle motrice est constitué des éléments suivants :

8.2. Nomenclature associée au dessin d’ensemble

19 1 Support de butée Acier

18 1 Coussinet auto-lubrifiant à collerette Bronze A collerette 25 * 20

17 1 Arbre de sortie Acier

16 1 Roue Bronze 22 dents

15 1 Clavette parallèle Acier Forme B 5 * 5 * 35

14 1 Vis sans fin Acier 1 filet

13 2 Coussinet auto-lubrifiant Bronze A collerette 14 * 20

12 1 Arbre claveté Acier

11 1 Axe de sortie moto-réducteur Acier

10 1 Goupille élastique fendue Acier Epaisse 5 * 30

9 1 Accouplement Acier

8 1 Moto-réducteur Valéo MFD 250

7 1 Bouton poussoir BPO

6 1 Cornière Acier

5 1 Palier droit Acier

4 1 Palier gauche Acier

3 1 Palier de sortie Acier

2 1 Boîter interne Acier

1 1 Boîtier Acier

Rep. Nbre Désignation Matière Observations

Moto-réducteur

Engrenage à roue

et vis sans fin

Bielle

motrice

Support de

butées

Couvercle enlevé

Boîtier fixé

sur le pilier


8.3. Courbes caractéristiques du moto-réducteur

Intensité

(A) Vitesse de rotation

(tr/min)

Rendement

(%)

Couple

(Nm)

MOTO REDUCTEUR VALEO MFD 250

1

2

3

4

5

6

7

8



ANNEXE

Transformateurs :

Le transformateur 12V, avec un courant de 3.5A, il possède une puissance de 42W. Il est utilisé

pour le moteur ainsi que la télécommande.

Le transformateur 24V, avec un courant 2A, il possède une puissance de 48W. Il est utilisé pour les

capteurs inductif et photoélectrique, et les boutons poussoirs.

L’automate TWIDO :

Automate TWIDO LCAA 24DRF (courant alternatif avec une tension de 230V, fréquence entre

50/60Hz, une sortie 24V pour les capteurs, un courant efficace de 0.45A et un maximum de 40A) nous

avions besoins d’un maximum de 10 entrées et de 5 sorties pour pouvoir mettre en œuvre cette automate sur

la platine, avec plusieurs connecteurs pour l’implantation d’un programme. Ainsi avec son aspect compact et

ces 14 entrées et 10 sorties, le TWIDO LCAA 24DRF nous a paru le plus adéquat pour nôtre projet.

Capteur Inductif :

D’une portée de 1.5mm, et une sortie de type PNP, placé à proximité du portail lorsqu’il est fermé,

pour ainsi détecter la fermeture du portail. C’est un normalement ouvert, pour que lorsque le faisceau du

capteur est coupé c’est que le portail est en position fermer.

Capteur Photoélectrique :

Capteur photoélectrique de type TELEMECANIQUE (tension continu de 12 à 24V, avec un

courant en sortie de 100mA) sur le côté de la partie opérative pour que grâce à lui on puisse détecter la

présence d’une voiture. Avec un dessin d’une route pour simuler l’entrée d’un garage avec une voiture pour

tester le capteur photoélectrique.

Télécommande :

Nous avons positionné un système de control à distance, installé dans l’armoire électrique et

alimenté en 12V et avec un courant en sortie de 5A, pour commander l’ouverture et la fermeture du portail

grâce à une télécommande.


L’armoire :

Implantation du matériel :

Transformateu

r

230/12V

Transformateu

r

230/24V

Disjoncteur

Porte-

fusibles

Variateur

de

vitesse

Automate TWIDO

Contacteurs

Borniers

Potentiomètre

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